(57)【要約】  種々の実施形態は、インダクタを提供する。本インダクタは、各スライスが１つのコイルを含む複数のスライスと、隣り合うスライスのそれぞれのコイルの間に電気的接続を提供するように構成された複数のコネクタと、複数のスライスを保持するように構成されたフレキシブル取付部材とを備えている。
2019537258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各スライスが１つのコイルを含む複数のスライスと、
隣り合うスライスのそれぞれのコイルの間に電気的接続を提供するように構成された複数のコネクタと、
前記複数のスライスを保持するように構成されたフレキシブル取付部材と、
を備えているインダクタ。
【請求項２】
前記複数のコネクタは、前記複数のスライスの前記それぞれのコイルを接続させて１つの共通のコイルを形成するように構成されている、
請求項１に記載のインダクタ。
【請求項３】
前記フレキシブル取付部材は、ホースを含む、
請求項１又は２に記載のインダクタ。
【請求項４】
前記複数のスライスは、接着剤を使用して前記フレキシブル取付部材に取り付けられている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインダクタ。
【請求項５】
前記複数のスライスは、フレキシブルゴムを使用して前記フレキシブル取付部材に取り付けられている、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインダクタ。
【請求項６】
１つのコイルを用意することと、
前記１つのコイルを複数のスライスにスライスすることと、
隣り合うスライスのそれぞれの部分コイルの間に電気的接続を提供するための複数のコネクタを設けることと、
前記複数のスライスをフレキシブル取付部材に取り付けることと、
を含む、インダクタを製造するための方法。
【請求項７】
前記複数のコネクタは、前記それぞれの部分コイルを接続させて１つのコイルを形成し、当該１つのコイルは、少なくとも電気的に、用意された前記コイルに実質的に相当する、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フレキシブル取付部材は、ホースを含む、
請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のスライスを、接着剤を使用して前記フレキシブル取付部材に取り付ける、
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のスライスを、フレキシブルゴムを使用して前記フレキシブル取付部材に取り付ける、
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、インダクタ及びインダクタを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
フレキシブルデバイスは、折り畳み式スマートフォンに見られる最近の発展と共に流行している。
【０００３】
他方では、フレキシブルインダクタ及び変圧器を製造するために、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）を使用することができることが知られている（例えば、米国特許第７４１７５２３号明細書（US 7417523 B2）及び国際公開第２００５／０２０２５４号（WO 2005020254 A2）には、超薄型のフレキシブルインダクタが記載されており、Tsujimoto, H.；Ieyasu, O.著の“High frequency transmission characteristic of coplanar film transformer fabricated on flexible polyamide film”，Magnetics，IEEE Transactions のvol.31，no.6，第4232−4234頁，1995年11月，DOI：10.1109/20.489936には、フレキシブル変圧器が記載されている）。
【０００４】
これらの技術をパワーエレクトロニクス回路に統合して、必要な電力を供給することが望ましいであろう。例えば、Guoen Cao；Hee-Jun Kim；Sung-Tae Lim；Gyung-Seok Han著の“An Embedded Inductor Using Sendust Powder Composite Films for Step-Up DC-DC Converter”，Magnetics，IEEE Transactionsのvol.50，no.11，第1-4頁，2014年11月，DOI：10.1109/TMAG.2014.2332170には、フレキシブル集積パワーエレクトロニクスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７４１７５２３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０２０２５４号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“High frequency transmission characteristic of coplanar film transformer fabricated on flexible polyamide film”，Tsujimoto, H.；Ieyasu, O.著、Magnetics，IEEE Transactions のvol.31，no.6，第4232−4234頁，1995年11月，DOI：10.1109/20.489936
【非特許文献２】“An Embedded Inductor Using Sendust Powder Composite Films for Step-Up DC-DC Converter”，Guoen Cao；Hee-Jun Kim；Sung-Tae Lim；Gyung-Seok Han著、Magnetics，IEEE Transactionsのvol.50，no.11，第1-4頁，2014年11月，DOI：10.1109/TMAG.2014.2332170
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
概要
本発明によれば、インダクタが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本インダクタは、各スライスが１つのコイルを含む複数のスライスと、隣り合うスライスのそれぞれのコイルの間に電気的接続を提供するように構成された複数のコネクタと、複数のスライスを保持するように構成されたフレキシブル取付部材とを備えている。これにより、インダクタに、その幾何学的配置に関して高い自由度を持たせることができる。
【０００９】
種々の実施形態によれば、複数のコネクタを、複数のスライスのそれぞれのコイルを接続させて１つの共通のコイルを形成するように構成することができる。これにより、インダクタは、幾何学的配置に関して柔軟性を有するにもかかわらず、高いインダクタンスを有することが可能となり得る。
【００１０】
種々の実施形態によれば、フレキシブル取付部材は、ホースを含むことができる。これにより、インダクタのための保護を提供することができる。
【００１１】
種々の実施形態によれば、複数のスライスを、接着剤を使用してフレキシブル取付部材に取り付けることができる。これにより、インダクタの複数のスライスの間の短絡を回避することができる。
【００１２】
種々の実施形態によれば、複数のスライスを、フレキシブルゴムを使用してフレキシブル取付部材に取り付けることができる。これにより、インダクタの衝撃耐性を提供することができる。
【００１３】
本発明によれば、インダクタを製造するための方法が提供される。
【００１４】
本方法は、１つのコイルを用意することと、１つのコイルを複数のスライスにスライスすることと、隣り合うスライスのそれぞれの部分コイルの間に電気的接続を提供するための複数のコネクタを設けることと、複数のスライスをフレキシブル取付部材に取り付けることとを含むことができる。このようにして、幾何学的配置に関して高い自由度を有するインダクタを製造することができる。
【００１５】
種々の実施形態によれば、複数のコネクタは、それぞれの部分コイルを接続させて１つのコイルを形成することができ、当該１つのコイルは、少なくとも電気的に、用意されたコイルに実質的に相当する。これにより、幾何学的配置に関して柔軟性を有するにもかかわらず、高いインダクタンスを有するインダクタを製造することが可能となり得る。
【００１６】
種々の実施形態によれば、フレキシブル取付部材は、ホースを含むことができる。これにより、十分に保護されたインダクタを製造することが可能となり得る。
【００１７】
種々の実施形態によれば、複数のスライスを、接着剤を使用してフレキシブル取付部材に取り付けることができる。これにより、複数のスライスの間に短絡が存在しないインダクタを製造することが可能となり得る。
【００１８】
種々の実施形態によれば、複数のスライスを、フレキシブルゴムを使用してフレキシブル取付部材に取り付けることができる。これにより、衝撃耐性を有するインダクタを製造することが可能となり得る。
【００１９】
図面の簡単な説明
概して、図面における同様の参照符号は、複数の異なる図を通して同一の部分を指す。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに概して、本発明の原理を説明することに重点が置かれている。以下の説明では、以下の図面を参照しながら種々の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】種々の実施形態によるインダクタの図である。
【図１Ｂ】種々の実施形態によるインダクタを製造するための方法を説明するフロー図である。
【図２Ａ】一般的に使用されているインダクタの断面図である。
【図２Ｂ】種々の実施形態によるインダクタの断面図である。
【図２Ｃ】種々の実施形態によるインダクタの断面図である。
【図２Ｄ】種々の実施形態による単一スライスの３次元図を示す。
【図３】種々の実施形態によるフレキシブルインダクタが、外側からは通常の金属ホースのように見えることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
詳細な説明
一般的に使用されている薄型のインダクタ及び変圧器は、非常に小型であり、大電力を必要とする大型の装置には適していない。これらの薄型の装置を直列及び／又は並列に接続することによって解決策が得られる場合もあるが、その結果、過剰なコストと、柔軟性及び効率の低下とがもたらされることとなろう。
【００２２】
種々の実施形態によれば、（薄型のレイアウトを有する）２Ｄの薄型の磁性コンポーネントの柔軟性を３Ｄに拡張することができる。その結果、伝導損失を低減し、電力を増加させることができる。種々の実施形態は、磁性コンポーネントにおける柔軟性を実現するために、フレキシブルホース（例えば金属ホース又はプラスチックホース）を使用することができる。
【００２３】
種々の実施形態によれば、フレキシブル磁性装置を提供することができる。
【００２４】
図１Ａは、種々の実施形態によるインダクタの図１００を示す。インダクタは、複数のスライス１０２を含むことができる。複数のスライス１０２のうちの各スライスは、それぞれ１つのコイルを含むことができる（その結果、全体として複数のコイルが設けられる）。インダクタはさらに、複数のコネクタ１０４を含むことができ、これらのコネクタ１０４は、隣り合うスライスのそれぞれのコイルの間に電気的接続を提供するように構成されている。インダクタはさらに、フレキシブル取付部材１０６を含むことができ、このフレキシブル取付部材１０６は、線１０８によって示唆されるように、複数のスライス１０２（及び／又は複数のコネクタ１０４）を保持するように構成されている。
【００２５】
換言すれば、複数のスライス１０２を含む１つのインダクタであって、これらの複数のスライス１０２が相互に相対的に移動可能であり、かつ、インダクタを形成するために相互に電気的に接続されているような、インダクタを提供することができる。
【００２６】
種々の実施形態によれば、複数のコネクタ１０４を、複数のスライス１０２のそれぞれのコイルを接続させて１つの共通のコイルを形成するように構成することができる。
【００２７】
種々の実施形態によれば、フレキシブル取付部材１０６は、ホース、例えば金属ホース若しくはプラスチックホースとすることができ、又は、これらを含むことができる。
【００２８】
種々の実施形態によれば、複数のスライス１０２を、接着剤を使用してフレキシブル取付部材１０６に取り付けることができる。
【００２９】
種々の実施形態によれば、複数のスライス１０２を、フレキシブルゴムを使用してフレキシブル取付部材１０６に取り付けることができる。
【００３０】
図１Ｂは、種々の実施形態によるインダクタを製造するための方法を説明するフロー図１１０を示す。１１２において、１つのコイルを用意することができる。１１４において、１つのコイルを複数のスライスにスライスすることができる。１１６において、隣り合うスライスのそれぞれの部分コイルの間に電気的接続を提供するための複数のコネクタを設けることができる。１１８において、複数のスライスをフレキシブル取付部材に（又は中に）取り付けることができる。
【００３１】
種々の実施形態によれば、複数のコネクタは、それぞれの部分コイルを接続させて１つのコイルを形成することができ、この１つのコイルは、電気的に少なくとも実質的に、用意されたコイルに相当する。
【００３２】
種々の実施形態によれば、フレキシブル取付部材は、ホース、例えば金属ホース若しくはプラスチックホースとすることができ、又は、これらを含むことができる。
【００３３】
種々の実施形態によれば、複数のスライスを、接着剤を使用してフレキシブル取付部材に取り付けることができる。
【００３４】
種々の実施形態によれば、複数のスライスを、フレキシブルゴムを使用してフレキシブル取付部材に取り付けることができる。
【００３５】
種々の実施形態によれば、非フレキシブル磁性コンポーネントを複数の薄型部分の形態で提供する（換言すれば：複数の薄型部分に分割する）ことができる。種々の実施形態によれば、複数の薄型部分を、金属ホース構造の内側で組み合わせることができる。
【００３６】
図２Ａは、一般的に使用されているインダクタの断面図２００を示す。断面図２００では、インダクタの１つのコイルが２つの部分２０２及び２０４として図示されており、部分２０２及び２０４の各々は、コイルの複数の巻回に関連している。コア２０３は、コイルを取り囲むことができる。コア２０３は、例えば金属コアとすることができる。
【００３７】
図２Ｂは、種々の実施形態によるインダクタの断面図２０６を示し、ここでは、インダクタが複数の（例えば薄型の）スライス２０８に分割されている。スライス２０８と一緒にコイルも、複数の部分２１０及び２１２に分割されており、コイルの各部分２１２の間の電気的接続は、例えば接続ワイヤ２１４を使用して提供されている。部分２１０及び部分２１２は、（断面図２０６では別々の部分として図示されているが）同一のコイルの部分であり、従って、相互に電気的に接続されていることが理解されよう。
【００３８】
図２Ｃは、図２Ｂの断面図２０６に図示された種々の実施形態によるインダクタと同様の、種々の実施形態によるインダクタの断面図２１６を示し、ここではさらに、スライス２０８が金属ホース２１８内に配置されている。スライス２０８を、接着剤又はフレキシブルゴム２２０を使用して所定の位置に固定することができる。
【００３９】
図２Ｄは、種々の実施形態による単一のスライス２０８の３次元（３Ｄ）図を示す。種々の実施形態によれば、単一のスライス（及び、例えば種々の実施形態に従って設けられる複数のスライスのうちの各々）を、円形のスライスとすることができる。カットコア２０３は、２つの部分、即ち、中央の磁性部分２２２及び周囲の磁性部分２２４になることができる。図２Ｄは、図２Ａ乃至図２Ｃに図示された部分２１０／２１２が、実際には共通の巻線に属していることを示している。巻線２１０／２１２は、２つの部分の中央に配置され、磁場を形成することができる。磁束線２２６の一例が、図２Ｄに示されている。磁束線２２６は、中央の磁性部分２２２及び周囲の磁性部分２２４の両方を通るループを形成することができる。
【００４０】
図２Ａ乃至図２Ｄは、一般的に使用されている非フレキシブルインダクタを、種々の実施形態に従ってどのようにしてフレキシブルインダクタに変換することができるかを示している。種々の実施形態によれば、１つのインダクタを複数のスライスに分割することができ、これらのスライスを１つの金属ホース構造の中に入れることができる。金属ホースは、柔軟性による保護を提供するだけでなく、構造内の空隙からの不可避の漏れ磁束から他の装置を保護するためのＥＭＩ（電磁干渉）遮蔽効果を提供することもできる。薄型のスライスを金属ホース構造に接続させるために、フレキシブルゴム２２０を使用することができる。
【００４１】
種々の実施形態によるフレキシブル構造（換言すれば：フレキシブルインダクタ）を、変圧器及び他のフレキシブル電子装置を作成するために使用することができる。
【００４２】
図３は、種々の実施形態によるフレキシブルインダクタ３００が、外側からは通常の金属ホースのように見えることを示す。
【００４３】
種々の実施形態（例えばフレキシブルパワーエレクトロニクス装置）は、例えば電気自動車又は電気バイクのような電気車両などといった電気モビリティ装置、携帯電話、テーブルコンピュータ、モバイルコンピューティング装置、又は、装置の柔軟性が望まれる任意の他の電子装置において使用することができる。
【００４４】
本発明を、特定の実施形態を参照しながら詳細に図示及び説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で形状及び細部に関する種々の変更を加えてもよいことは、当業者によって理解されるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって特定されており、従って、特許請求の範囲と等価の意味及び範囲内における全ての変更が含まれることが意図されている。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月19日(2019.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各スライスが１つのコイルを含む複数のスライスと、
隣り合うスライスのそれぞれのコイルの間に電気的接続を提供するように構成された複数のコネクタと、
前記複数のスライスを保持するように構成されたフレキシブル取付部材と、
を備えているインダクタ。
【請求項２】
前記複数のコネクタは、前記複数のスライスの前記それぞれのコイルを接続させて１つの共通のコイルを形成するように構成されている、
請求項１に記載のインダクタ。
【請求項３】
前記フレキシブル取付部材は、ホースを含む、
請求項１又は２に記載のインダクタ。
【請求項４】
前記複数のスライスは、接着剤を使用して前記フレキシブル取付部材に取り付けられている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインダクタ。
【請求項５】
前記複数のスライスは、フレキシブルゴムを使用して前記フレキシブル取付部材に取り付けられている、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインダクタ。
【請求項６】
１つのコイルを用意することと、
前記１つのコイルを複数のスライスにスライスすることと、
隣り合うスライスのそれぞれの部分コイルの間に電気的接続を提供するための複数のコネクタを設けることと、
前記複数のスライスをフレキシブル取付部材に取り付けることと、
を含む、インダクタを製造するための方法。
【請求項７】
前記複数のコネクタは、前記それぞれの部分コイルを接続させて１つのコイルを形成し、当該１つのコイルは、少なくとも電気的に、用意された前記コイルに相当する、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フレキシブル取付部材は、ホースを含む、
請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のスライスを、接着剤を使用して前記フレキシブル取付部材に取り付ける、
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のスライスを、フレキシブルゴムを使用して前記フレキシブル取付部材に取り付ける、
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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